基于復雜網(wǎng)絡的森林健康評價研究.pdf

1、森林生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究是林業(yè)和生態(tài)保護研究中的新興領(lǐng)域，對提高森林可持續(xù)經(jīng)營水平有重要的指導作用。近年來，利用復雜網(wǎng)絡技術(shù)對森林生態(tài)系統(tǒng)的復雜性和自組織性的研究開始起步，將復雜網(wǎng)絡技術(shù)運用到森林健康評價中是從現(xiàn)實的物理模型到抽象的邏輯模型的升華，把大尺度的森林生態(tài)系統(tǒng)劃分成多級網(wǎng)絡來進行評價及預警，能夠更加客觀、全面地認識到森林生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的發(fā)展規(guī)律，為森林可持續(xù)經(jīng)營提供科學依據(jù)。
　　本文以復雜網(wǎng)絡理論為指導，綜合運用系統(tǒng)

2、生態(tài)學、植被生態(tài)學、圖論、數(shù)理統(tǒng)計、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等學科領(lǐng)域知識，對森林生態(tài)系統(tǒng)進行健康評價及預警。具體研究工作和結(jié)果如下:
　　(1)經(jīng)過因子分析法定量篩選和指標可操作性定性篩選，構(gòu)建了基于小班水平的森林健康評價指標體系，包括完整性、穩(wěn)定性和可持續(xù)性三個方面，共8個指標。利用主成分分析法確定了各指標的權(quán)重，根據(jù)相關(guān)標準和公式將指標標準化，采用綜合指數(shù)法對小班進行健康評價，并根據(jù)評價結(jié)果提出相應的森林經(jīng)營措施。
　

3、　(2)通過復雜網(wǎng)絡拓撲特性分析和拓撲參數(shù)之間的關(guān)系分析，結(jié)合景觀邊緣效應，構(gòu)建了基于小班網(wǎng)絡的景觀斑塊健康指數(shù)計算模型和基于景觀斑塊網(wǎng)絡的區(qū)域森林健康指數(shù)計算模型。
　　(3)把優(yōu)勢樹種組齡組(YSSZ_LZ)相同的相鄰小班融合，得到森林景觀斑塊。在景觀斑塊內(nèi)，根據(jù)小班的鄰接關(guān)系，構(gòu)建小班網(wǎng)絡，并利用小班網(wǎng)絡對森林景觀斑塊進行健康評價。
　　(4)計算出不同景觀類型間邊緣效應強度，構(gòu)建了基于邊緣效應的景觀斑塊網(wǎng)絡，利用景觀

4、斑塊網(wǎng)絡對區(qū)域進行森林健康評價，提出了基于景觀斑塊網(wǎng)絡的森林生態(tài)系統(tǒng)健康預警模型。
　　(5)以廣州市大嶺山林場為例進行森林健康評價及預警，將評價落實到小班、景觀斑塊和區(qū)域三個尺度。評價結(jié)果為:小班尺度，優(yōu)質(zhì)、健康、亞健康、不健康、病態(tài)小班分別是139個、44個、20個、11個、2個;景觀斑塊尺度，優(yōu)質(zhì)、健康、亞健康、不健康、病態(tài)景觀斑塊分別占總面積的75.57％、10.68％、10.13％、2.86％、0.76％;區(qū)域尺度，區(qū)域

5、的森林健康指數(shù)為78.62，森林健康等級為健康。研究區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)健康預警結(jié)果:89.14％的區(qū)域是綠色警戒，10.10％的區(qū)域是藍色警戒，0.76％的區(qū)域是黃色警戒，橙色警戒和紅色警戒的景觀斑塊為0個，也就是說研究區(qū)沒有重警和巨警區(qū)域。
　　用邊緣效應強度作為景觀斑塊網(wǎng)絡邊的權(quán)重，構(gòu)建了景觀斑塊網(wǎng)絡拓撲圖，為進一步研究景觀斑塊網(wǎng)絡演化及動力學復雜性奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)網(wǎng)絡拓撲特性分析、拓撲參數(shù)之間的關(guān)系分析和景觀邊緣效應，構(gòu)建了基于